張璐

摘 要 近幾年，隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，移動設(shè)備也得到了廣泛的應(yīng)用，同時也為移動通訊系統(tǒng)的改革帶來了更高的要求。隨著移動系統(tǒng)的不斷升級，5G移動通訊技術(shù)也隨之出現(xiàn)，它將以往只能依賴網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的通信技術(shù)進(jìn)行了突破，從而擴(kuò)大了網(wǎng)絡(luò)的覆蓋。建立以SDN為主的5G網(wǎng)絡(luò)開發(fā)已經(jīng)成為當(dāng)下移動通信技術(shù)討論的熱點。

關(guān)鍵詞 SDN；5G移動通信；網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架

中圖分類號 G2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1674-6708（2017）182-0067-02

隨著4G移動通信系統(tǒng)在我國得到普遍的使用，信息的傳輸和儲存量也得到了大大的提高。但是，隨著人們對網(wǎng)絡(luò)需求的不斷變化，對網(wǎng)絡(luò)所具有的服務(wù)性能進(jìn)行改進(jìn)和更新已經(jīng)成為必然趨勢，所以，5G移動通信系統(tǒng)被開發(fā)出來了。5G移動通信系統(tǒng)，主要采取了大量的智能技術(shù)來提高信息的傳輸和安全性。

1 SDN概述

1.1 SDN獨特構(gòu)架

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，SDN技術(shù)也不斷的深入，隨之也出現(xiàn)了SDN相關(guān)網(wǎng)絡(luò)框架的設(shè)計理念。對于該構(gòu)架的設(shè)計分3個部分，分別是控制層、應(yīng)用層以及基礎(chǔ)設(shè)施層。對于應(yīng)用層，主要是相關(guān)各類用戶的業(yè)務(wù)信息，它通過將控制層與應(yīng)用層相互連接，實現(xiàn)通過應(yīng)用層的共性，給用戶制定獨特的網(wǎng)絡(luò)需求服務(wù)。這樣用戶就可以實現(xiàn)自行管理和控制網(wǎng)絡(luò)訪問了。對于SDN的控制層，它主要包含了SDN中的各類控制器。各控制器通過與平面接口相互連接，然后就可以實現(xiàn)與基礎(chǔ)設(shè)備的交互了，最后通過接受層對有關(guān)設(shè)備的信息交互進(jìn)行上報，進(jìn)而就可以獲得該設(shè)備的狀態(tài)了?？刂茖又饕峭ㄟ^對各個設(shè)備進(jìn)行信息和命令的傳輸，就可以實現(xiàn)對整個網(wǎng)絡(luò)的控制與管理。對于SDN的基礎(chǔ)設(shè)施層來說，主要是通過各類設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，然后利用開放接口命令實現(xiàn)對控制層的服務(wù)。首先在實行轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備時，要在受到控制層的命令和信息，才能對用戶需要的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)、分類、更新或修改等操作，這樣能夠?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)向更簡便化的方向發(fā)展。

1.2 SDN的關(guān)鍵技術(shù)

SDN的關(guān)鍵技術(shù)主要有網(wǎng)絡(luò)控制器和交互協(xié)議，還有SDN的可擴(kuò)展技術(shù)等。對于SDN中的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成主要包括轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)平面和控制平面之間的交互，還有就是應(yīng)用平面和控制平面之間的協(xié)議。對于目前的技術(shù)，主要還是對數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和控制平面的交互進(jìn)行深入的研究。而且很多人都是比較認(rèn)可OPENFOW形式的協(xié)議，它能夠?qū)崿F(xiàn)將數(shù)據(jù)設(shè)備以及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)等信息進(jìn)行合理的控制與管理。對于SDN構(gòu)架來說SDN控制器是非常重要的部分，它能夠?qū)崿F(xiàn)上層應(yīng)用和底層轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備的相互連接。該控制器包含了很多重要的技術(shù)，它能夠?qū)φ麄€SDN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行集中管理和控制。雖然SDN技術(shù)具有較為高效和變通的管理技術(shù)，但是對于多個交互實現(xiàn)還是存在一定的問題，這嚴(yán)重地影響了網(wǎng)絡(luò)的完整性。所以，對SDN實施了可擴(kuò)展技術(shù)，它主要是將各個控制器間的主動與被動流標(biāo)以及負(fù)載均衡進(jìn)行有效的結(jié)合。

2 5G移動通信的重點技術(shù)

2.1 超密集異構(gòu)結(jié)構(gòu)

目前，我國正致力于5G網(wǎng)絡(luò)的多元化、綜合化、智能化研究，智能化終端的普及使數(shù)據(jù)流激增，為了滿足用戶網(wǎng)絡(luò)需求，必須降低小區(qū)半徑、增加低功率節(jié)點數(shù)。超密集組網(wǎng)致力于5G網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量的提升[ 1 ]。在未來無線網(wǎng)絡(luò)中，無線傳輸技術(shù)低功率節(jié)點密度能夠呈十幾倍增加，不僅能夠縮小站點距離，而且能夠?qū)崿F(xiàn)一對一服務(wù)，形成超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。該密集化網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造能夠縮短節(jié)點與終端的距離，提升功率效率及頻譜效率，進(jìn)而提高系統(tǒng)容量。

2.2 M assive MIMO技術(shù)

MIMO技術(shù)能夠提升系統(tǒng)頻譜效率及傳輸可靠性，其在4G、3G移動通信技術(shù)中便有所應(yīng)用。然而該技術(shù)較為復(fù)雜，且存在空間占用問題，導(dǎo)致收發(fā)裝置天線數(shù)量過少。而M？assive？MIMO技術(shù)則能夠?qū)崿F(xiàn)對天線數(shù)量的提升，增加容量與可靠性，具有一定的優(yōu)越性[2]。該技術(shù)能夠提升空間維度資源利用率，降低信號干擾，提升整體功率效率，是第五代移動通信技術(shù)的核心。

2.3 全雙工無線傳輸技術(shù)

傳統(tǒng)的4G通信技術(shù)僅能夠在同一時段、同一頻率下進(jìn)行單向傳輸，而全雙工無線傳輸則能夠?qū)崿F(xiàn)雙向同時段同頻傳輸，增強(qiáng)頻譜資源利用的靈活性。該技術(shù)能夠促進(jìn)5G系統(tǒng)對無線頻譜資源的深度挖掘，是第五代移動通信技術(shù)的熱點技術(shù)。全雙工無線傳輸技術(shù)也有自身的阻力因素，當(dāng)進(jìn)行同時段、同頻傳輸時，受功率差異影響，會出現(xiàn)嚴(yán)重自干擾現(xiàn)象，目前正處于研發(fā)階段。

3 在SDN下的5G網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架設(shè)計

3.1 5G云構(gòu)架的設(shè)計

在5G移動通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，引用云計算和SDN技術(shù)，進(jìn)而提出5G無線以太網(wǎng)系統(tǒng)的構(gòu)架，它主要是將核心網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行簡化分組，進(jìn)而實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理的高效與快速發(fā)展。該框架主要有分布式局域云、接入云以及集中式本地云這3個部分構(gòu)成。而分布式局域云是有不同的接入云數(shù)據(jù)組成一個或多個信息數(shù)據(jù)中心，然后對用戶移動設(shè)備進(jìn)行分布式的管理。接入云主要是有本地疏導(dǎo)和SDN控制器、路由器和OPEN？FOW以及接入點組成。還有就是集中式本地云它主要是由策略控制與計費、集中式MME和IMS組件、客戶服務(wù)器等組成，隨著用戶對信息的認(rèn)證就可以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的集中管理。

3.2 5G多種控制器的設(shè)計

在SDN基礎(chǔ)下的5G多層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，主要由SDN相關(guān)智能內(nèi)容和分層編程網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架組成。它主要包括網(wǎng)絡(luò)控制部分、用戶、基站等部分構(gòu)成。該構(gòu)架主要是將多個基站資源進(jìn)行合理的劃分，實現(xiàn)虛擬分層，進(jìn)而實現(xiàn)無線資源的管理，之后就是將移動管理、服務(wù)鏈、策略等費用實現(xiàn)集中性的管理。對于SDN相關(guān)的移動網(wǎng)絡(luò)信息分層布局構(gòu)架的建立，主要由總控制器和有關(guān)分發(fā)的業(yè)務(wù)等部分構(gòu)成。它主要通過接收在網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)下的信息運行，然后實施更新路由、調(diào)用信息命令或是重定向客戶到高效的網(wǎng)絡(luò)性能資源分發(fā)點，進(jìn)而實現(xiàn)應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的自動狀態(tài)轉(zhuǎn)化，這樣就能夠提高用戶對服務(wù)質(zhì)量的感知了。

4 結(jié)語

利用SDN技術(shù)發(fā)展5G移動通訊網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為了未來通信技術(shù)的主要發(fā)展方向。對于移動通訊技術(shù)的改革，不僅是通訊領(lǐng)域的創(chuàng)新，更是我國戰(zhàn)略穩(wěn)定發(fā)展的保障。該網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，對于現(xiàn)今的數(shù)據(jù)儲存與傳輸進(jìn)行分離，還有對應(yīng)用與控制層的分離，都將會對信息資源的傳輸和利用帶來更高的效率，而且會提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和技術(shù)的使用年限，進(jìn)而實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)成本的節(jié)約。

參考文獻(xiàn)

[1]趙明宇，嚴(yán)學(xué)強(qiáng).SDN和NFV在5G移動通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的應(yīng)用研究[J].移動通信，2015（14）：64-68.

[2]柴蓉，胡恂，李海鵬，等.基于SDN的5G移動通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)[J].重慶郵電大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2015，27（5）：569-576.